專利名稱：車用氫燃料的冷卻加注裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬車用氣體燃料加注裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種車用氫燃料的加注裝置，尤其涉及一種加注速度快、使用安全性高的車用氫燃料的冷卻加注裝置。
背景技術(shù)：
燃料電池汽車因其能源利用效率高、污染物零排放等優(yōu)點，是21世紀(jì)最理想、最有可能成為傳統(tǒng)能源汽車的升級換代替產(chǎn)品。加氫站是燃料電池汽車的重要的配套基礎(chǔ)設(shè)施，加氫站的建立將會極大的推進(jìn)燃料電池汽車的推廣使用。加氫站加氫方式可分為兩種氣氫加注站和液氫加注站。液氫加注站建設(shè)規(guī)模大， 且液氫的揮發(fā)滲透強(qiáng)，損耗大，故目前仍處于實驗或示范項目階段。通用的氣氫加注站主要分為三部分氫氣源、加壓儲氫裝置、加注計量裝置。工作流程為將來自氫氣源的氣態(tài)氫氣， 壓縮儲存在儲氫裝置內(nèi)，需要時再通過壓縮機(jī)二次壓縮、將氫氣加壓至汽車氣瓶所需要的壓力后，再經(jīng)加注計量裝置，加注到汽車車載氣瓶中。以上加注流程基本上可以滿足35MPa 壓力的汽車加注時間要求，但是對于70MPa容量的汽車，由于加注壓力遠(yuǎn)高于35MPa的壓力，在給車載氣瓶加注過程中高速氣流將造成氫氣溫度急劇升高，存在嚴(yán)重的安全隱患，車載氣瓶的壽命也受到了很大影響。但是隨著氣氫技術(shù)的推廣、車輛的增多，要求更高的氣瓶充裝壓力，如70MI^壓力的氣瓶將提供更多的續(xù)航里程，70MI^超高壓的氣瓶的應(yīng)用將越來越廣，為了縮短加注時間，需提高氫氣加注流速和加注壓力，但由此將導(dǎo)致車載氣瓶溫度的急劇增高，大大增加安全隱患。從加注過程中安全操作考慮，為了避免氣瓶內(nèi)氫氣溫度過高，通常采用加注、冷卻、 再加注、再冷卻交替進(jìn)行方法，即加注升溫后暫停一段時間，使氣瓶溫度降低，然后再次加注，再次暫停加注，冷卻降溫。這樣將使得整個加注過程耗時很長。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種加注速度快、使用安全性高的車用氫燃料的冷卻加注裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)將氣氫通過壓縮機(jī)加壓后，直接加注到車載氣瓶中加注方式造成的， 快速加注過程導(dǎo)致氣瓶溫度過高、安全性降低和加注時間過長的不足。為了達(dá)到上述目的，采用的技術(shù)方案是車用氫燃料的冷卻加注裝置，包括氫氣源、氫氣壓縮機(jī)和加注計量裝置，其特征在于氫氣壓縮機(jī)與加注計量裝置之間置有冷卻換熱裝置，所述氫氣壓縮機(jī)的出口依次與置于冷卻換熱裝置內(nèi)的換熱管路、以及后續(xù)的流量計、壓力傳感器、溫度傳感器、第三閥門、帶紅外通訊的加注槍串聯(lián)連接，構(gòu)成工作管路；制冷壓縮機(jī)、緩沖罐、交換介質(zhì)儲罐、第一閥門、冷卻管路、第二閥門、制冷壓縮機(jī)依次串聯(lián)連接，構(gòu)成冷卻循環(huán)回路。本實用新型的積極效果是在加裝冷卻換熱裝置后，來自儲氫裝置氫氣壓縮機(jī)的壓縮氣體，在經(jīng)過冷卻換熱裝置冷卻后，氫氣被冷卻到合適的低溫狀態(tài)(通常會被降低到零下20度)，再經(jīng)過加注計量裝置，加注到車載氣瓶中，既可改善氣瓶的高溫狀態(tài)，同時可滿足車輛快速加注需求，最重要的是可將氣瓶溫度控制在安全裝填狀況下，最大程度確保車輛加注過程的安全性。經(jīng)過實驗及試運(yùn)營情況證明，氫氣充裝時間短，安全穩(wěn)定效果很好。不僅適用于35MPa壓力車載氣瓶的氫氣加注，也適用于70MPa壓力車載氣瓶的氫氣加注。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步說明

圖1是實用新型冷卻加氫裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1-氫氣源；2-壓縮機(jī)；3-第一閥門；4-交換介質(zhì)儲罐；5-緩沖罐；6-制冷壓縮機(jī)；7-第二閥門；8-流量計；9-壓力傳感器；10-溫度傳感器；11-冷卻管路；12-換熱管路；13-第三閥門；14-帶紅外通訊的加注槍。
具體實施方式
圖1為實用新型冷卻加氫裝置結(jié)構(gòu)示意圖，由圖示可見，車用氫燃料的冷卻加注裝置，包括氫氣源1、氫氣壓縮機(jī)2和加注計量裝置，其特征在于氫氣壓縮機(jī)2與加注計量裝置之間置有冷卻換熱裝置，所述氫氣壓縮機(jī)2的出口依次與置于冷卻換熱裝置內(nèi)的換熱管路12、以及后續(xù)的流量計8、壓力傳感器9、溫度傳感器10、第三閥門13、帶紅外通訊的加注槍14串聯(lián)連接，構(gòu)成工作管路；制冷壓縮機(jī)6、緩沖罐5、交換介質(zhì)儲罐4、第一閥門3、冷卻管路11、第二閥門7、制冷壓縮機(jī)6依次串聯(lián)連接，構(gòu)成冷卻循環(huán)回路。使用時，當(dāng)帶紅外通訊的加注槍14與外來車載氣瓶對接后，帶紅外通訊的加注槍 14的紅外探測裝置，將氣瓶狀態(tài)及環(huán)境溫度反饋到冷卻換熱裝置控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)反饋信息啟動制冷壓縮機(jī)6，將交換介質(zhì)冷卻到一個合適的低溫狀態(tài)，經(jīng)過緩沖罐5流入交換介質(zhì)儲罐4，通過第一閥門3進(jìn)入換熱裝置的冷卻管路11中，通過與換熱管路12進(jìn)行熱交換，溫度升高后的交換介質(zhì)從冷卻管路11流出，通過第二閥門7，再次循環(huán)進(jìn)入制冷壓縮機(jī)6制冷。工作管路中氫氣源1氫氣經(jīng)過氫氣壓縮機(jī)2壓縮升溫，壓縮氫氣經(jīng)過冷卻換熱裝置中換熱管路12冷卻降溫，再經(jīng)流量計8、壓力傳感器9、溫度傳感器10的監(jiān)測，第三閥門 13控制，帶紅外通訊的加注槍14再將冷卻后的氫氣體加注到外來車載氣瓶中。所述冷卻換熱裝置的交換介質(zhì)儲罐4中所采用的交換介質(zhì)是體積比為1 1的乙二醇和水的混合物；所述帶紅外通訊的加注槍14為型號為TOH-TK 17 IR的市售加注槍。
權(quán)利要求1.車用氫燃料的冷卻加注裝置，包括氫氣源、氫氣壓縮機(jī)和加注計量裝置，其特征在于氫氣壓縮機(jī)與加注計量裝置之間置有冷卻換熱裝置，所述氫氣壓縮機(jī)的出口依次與置于冷卻換熱裝置內(nèi)的換熱管路、以及后續(xù)的流量計、壓力傳感器、溫度傳感器、第三閥門、帶紅外通訊的加注槍串聯(lián)連接，構(gòu)成工作管路；制冷壓縮機(jī)、緩沖罐、交換介質(zhì)儲罐、第一閥門、冷卻管路、第二閥門、制冷壓縮機(jī)依次串聯(lián)連接，構(gòu)成冷卻循環(huán)回路。
專利摘要本實用新型車用氫燃料的冷卻加注裝置，屬車用氣體燃料加注裝置技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于氫氣壓縮機(jī)與加注計量裝置之間置有冷卻換熱裝置，氫氣壓縮機(jī)的出口依次與置于冷卻換熱裝置內(nèi)的換熱管路、以及后續(xù)的流量計、壓力傳感器、溫度傳感器、第三閥門、帶紅外通訊的加注槍串聯(lián)連接，構(gòu)成工作管路；制冷壓縮機(jī)、緩沖罐、交換介質(zhì)儲罐、第一閥門、冷卻管路、第二閥門、制冷壓縮機(jī)依次串聯(lián)連接，構(gòu)成冷卻循環(huán)回路。其優(yōu)點是既可將氣瓶溫度控制在安全裝填狀況下，又可滿足車輛快速加注需求，確保車輛加注過程的安全性。氫氣充裝時間短，安全穩(wěn)定效果很好。不僅適用于35MPa壓力車載氣瓶的氫氣加注，也適用于70MPa壓力車載氣瓶的氫氣加注。
文檔編號H01M8/04GK201946692SQ20102069524
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者傅玉敏, 吳竺, 肖方暐, 阮偉民, 霍超峰 申請人:上海新奧九環(huán)車用能源股份有限公司